1、 中考物理 专题十三 电功和电功率 考点一 电功、电能和电热 A组 2020年全国中考题组 1.(2020浙江温州,6,4分)电蚊拍灭蚊时,蚊子碰到金属网形成闭合电路,蚊子往往会被烧毁。下列说法不 合理的是( ) A.蚊子是可以导电的 B.电蚊拍电压降低烧毁效果变差 C.蚊子烧毁是因为电流的热效应 D.烧毁时可能没有电流通过蚊子 答案答案 D 电蚊拍灭蚊时,蚊子碰到金属网形成闭合电路,说明蚊子是导电的,有电流通过蚊子,A正确,不 符合题意,D错误,符合题意;蚊子烧毁是因为电流的热效应,即电能转化为内能,电压降低时相同条件下产 生的热量减少,烧毁效果变差, B、C正确,不符合题意。故选D。 2.
2、(2020天津,16,4分)我国家庭电路的电压为 V;如图所示是小明家中一周前、后电能表示数,他 家这周消耗了 kW h的电能。 答案答案 220 13 解析解析 我国家庭电路的电压为220 V;根据题图可知,小明家这周消耗的电能为1 658.8 kW h-1 645.8 kW h=13 kW h。 3.(2020江西,8,2分)给手机快速充电的过程,主要是将电能转化为 能,过一会儿,充电器发烫,这是 通过电流 的方式,增大了物体的内能。 答案答案 化学 做功 解析解析 手机电池在充电过程中是用电器,把电能转化为化学能;过一会儿,充电器发烫,是电流的热效应, 这是通过电流做功的方式,增大了物体
3、的内能。 4.(2020黑龙江齐齐哈尔,21,2分)小刚同学进行科学实践活动,利用手表和电能表测量家中空调的实际功 率,电能表的表盘如图所示。他只让空调工作,观察到5 min内电能表的表盘转过300转,则空调消耗的电 能是 kW h,空调的实际功率为 kW。 答案答案 0.1 1.2 解析解析 空调消耗的电能W= kW h=0.1 kW h,5 min= h,空调的实际功率P=1.2kW。 300 3 000 1 12 W t 0.1kW h 1 h 12 5.(2020北京,26,4分)某同学想探究电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间是否有关。他连 接了如图所示的电路进行实验,其中两
4、个完全相同的烧瓶内分别装有质量和初温都相同的煤油,以及阻 值为R1和R2的电阻丝(R1R2)。 (1)该实验探究的问题是电流通过导体产生的热量与 是否有关。 (2)该实验中,电流通过导体产生热量的多少用 来反映。 答案答案 (1)电阻 (2)温度计示数的变化量 解析解析 (1)根据两电阻丝阻值不同,可知该实验探究的是电流通过导体产生的热量与电阻是否有关。 (2)电流通过导体产生的热量被煤油吸收,煤油吸收热量,温度升高,因此,可以用温度计示数的变化量来 反映电流通过导体产生热量的多少。 考点二 电功率 1.(2020贵州贵阳,11,3分)如图所示是额定电压为3 V的小灯泡的I-U变化关系图像。根
5、据图像,下列关于 小灯泡的一些物理量分析正确的是( ) A.此过程中电流与电压成正比 B.此过程中小灯泡电阻保持不变 C.额定电流为0.3 A D.额定功率是1.5 W 答案答案 D 小灯泡的I-U图线是一条曲线,说明电流与电压不成正比,灯丝电阻是变化的,故A、B错误;由 题图可知,当小灯泡两端电压等于额定电压3 V时,通过小灯泡的电流为0.5 A,即额定电流为0.5 A,C错误; 由P=UI可以计算出小灯泡的额定功率为1.5 W,故D正确。 2.(2020四川成都,B5,2分)(多选)如图所示电路,电源电压U恒定。当A、B间接入标有“3 V 1.5 W”字 样的灯泡L(忽略灯丝电阻变化),闭
6、合S、S1、S2,断开S3,滑片P移到某一位置时电流表示数为I,再向上移 动一段距离,R的阻值变化了5 ,电流表示数变化了0.1 A,L恰好正常发光;当A、B间换接为R3,闭合S、S3, 断开S1、S2,电压表示数为U2,R1的功率为P1,R2的功率为P2,P1P2,电路的总功率为5 W。R1、R2、R3均为 定值电阻,每个电阻的阻值只有2 、5 、7 、9 这四种可能。下列结论正确的是( ) A.I=0.4 A B.U=12 V C.U2可能是2.5 V D.P1可能是2.25 W 答案答案 AD 灯泡电阻RL=6 ,当S、S1、S2闭合,S3断开时,灯泡与R串联,电压表测R两端电压, 则I
7、=,滑片P向上移,R接入电路中的阻值减小了5 ,电路电流增大了0.1 A,则I+0.1 A=, 此时灯泡恰好正常发光,则I+0.1 A=0.5 A,故I=0.4 A,A项正确;将I=0.4 A,RL=6 代入上面两式 中,得U=10 V,故B项错误;A、B间换接R3,闭合S、S3,断开S1、S2,则R1、R2、R3串联,电压表测R2两端电压,P1 P2,则R1R2,P总=5 W,则R1+R2+R3=20 ,每个阻值只有2 、5 、7 、9 四 种可能,故有可能:R1=R3=9 ,R2=2 ,此时U2=R2=2 =1 V,P1=I2 R1=R1=()29 =2. 25 W。R2=R3=9 ,R1
8、=2 ,此时U2=I R2=0.5 A9 =4.5 V。P1=I2R1=(0.5 A)22 =0.5 W。综上分析可 知,C项错误,D项正确,故选择A、D。 2 U P 额 额 2 (3V) 1.5W L U RR L 5 U RR P U 额 额 1.5W 3 V 2 123 U RRR 2 123 (10V) RRR P U 总 5W 10V 2 P U 总 5W 10V 3.(2020重庆A,11,2分)图中电源电压为6 V并保持不变,定值电阻R为10 ,滑动变阻器R标有“20 0.5 A”字样,电流表量程为“00.6 A”,电压表量程为“03 V”。闭合开关,移动滑片P的过程中,为保证
9、 电路元件安全,滑动变阻器R接入电路的最小阻值为 ,定值电阻R的最大功率为 W。 答案答案 10 0.9 解析解析 为了保证电路元件安全,当电压表示数为3 V时,滑动变阻器连入电路中的阻值最小,定值电阻R消 耗的功率最大,此时电路中的电流最大,I=0.3 A,滑动变阻器两端电压U变=U-UR=6 V-3 V=3 V, 滑动变阻器连入电路的最小阻值R变=10 ,定值电阻的最大功率P=URI=3 V0.3 A=0.9 W。 R U R 3V 10 U I 变 3V 0.3A 4.(2020四川南充,18,2分)将一段电阻丝接入电路中,测得其两端电压为12 V,通过的电流为3 A,则该电阻 丝电阻为
10、 ;若将该电阻丝两端电压由12 V降至6 V,则电功率变化了 W。 答案答案 4 27 解析解析 该电阻丝电阻R=4 ,此时消耗的功率P=UI=12 V3 A=36 W;当该电阻丝两端电压降至 6 V时,消耗的功率为P=9 W,故功率变化了36 W-9 W=27 W。 U I 12V 3A 2 U R 2 (6V) 4 1.(2020天津,21,7分)在测量小灯泡电功率的实验中: (1)请按照图甲所示的电路图,以笔画线代替导线,完成图乙的电路连接; 甲 乙 考点三 测量小灯泡的电功率 丙 (2)图丙所示是某次实验中电表的示数,电流表的示数为 A,电压表的示数为 V,此时小 灯泡的电功率为 W。
11、 答案答案 (1)如图所示 (2)0.3 2.5 0.75 解析解析 (1)根据电路图可知,小灯泡、滑动变阻器与电流表串联在电路中,电压表并联在小灯泡的两端;根 据题图可知,电流表和电压表均选择小量程;滑动变阻器的滑片向左移动时,接入电路的阻值变小,根据 滑动变阻器“一上一下、下端有效”的规律,滑动变阻器应该接左下方的接线柱。 (2)电流表的量程为00.6 A,分度值为0.02 A,故读数为0.3 A;电压表的量程是03 V,分度值为0.1 V,故读 数为2.5 V,此时小灯泡的功率P=UI=2.5 V0.3 A=0.75 W。 2.(2020福建,30,8分)“测量小灯泡的额定功率”实验中,
12、器材有电源、滑动变阻器、两个电流表、小灯 泡(U额为3.8 V)、定值电阻R0(阻值为10 )、开关及若干导线。 甲 乙 丙 (1)根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙中未画出的两条导线补充完整。 (2)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应置于 (选填“A”或“B”)端。 (3)正确连接电路后,闭合开关,发现灯不亮,两电流表有示数且相同,故障可能是 或 。 (4)排除故障后,为了测量小灯泡的额定功率,移动滑动变阻器的滑片,直到电流表A2示数为 A时 小灯泡正常发光,电流表A1的示数如图丙,该示数为 A,则小灯泡的额定功率为 W。 答案答案 (1)如图(每条导线1分) (2)A (3)小灯泡处断路 R0
13、处短路 (4)0.38 0.70(或0.7) 1.216 (8分)(每空1分) 解析解析 (1)根据电路图连接实物图,电流表A2与R0串联,电流表A1接在干路上。(2)闭合开关前滑动变阻器 的滑片P应置于连入电路阻值最大处,所以滑片P应置于A端。(3)灯不亮,可能灯被短路或者灯泡断路,两 个电流表有示数且示数相同,故为灯泡处断路或R0处短路。(4)测量小灯泡的额定功率,要使灯泡两端电 压为额定电压3.8 V,R0两端电压U0=U额=3.8 V,通过R0的电流I0=0.38 A,由图可知干路电流I=0.7 A,通过小灯泡的电流I1=I-I0=0.7 A-0.38 A=0.32 A,则小灯泡的额定
14、功率P额=U额I1=3.8 V0.32 A=1.216 W。 0 0 U R 3.8V 10 3.(2020山东潍坊,22,8分)某实验小组用如图甲所示的器材,测量标有“3.8 V”字样小灯泡的额定功率, 电源电压不变。 甲 (1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整(要求滑动变阻器滑片向B端滑动时接入电路的阻 值变大); (2)图甲电路连接完成后,经检查无误,闭合开关,发现电流表有示数,但小灯泡不亮。为完成实验,必要的 操作是 ; A.更换小灯泡 B.移动滑动变阻器滑片,减小滑动变阻器连入的阻值 (3)调节滑动变阻器过程中,观察 表的示数,确定小灯泡是否达到了额定功率; (4)实验过
15、程中,某时刻电流表和电压表示数分别如图乙所示,此时小灯泡的实际功率为 W。 乙 答案答案 (1)如图所示 (2)B (3)电压 (4)1.26 说明:(1)小题2分,每画对一条得1分;其余每空2分,本题共计8分。 解析解析 (1)实验目的是测量“3.8 V”小灯泡的额定功率,所以电压表必须接015 V量程,即“15 V”接线 柱与灯泡右接线柱相接,要求滑动变阻器滑片向B端滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,所以左下A 接线柱必须与电源负极相接。(2)电流表有示数,说明此电路为通路,灯泡不亮,可能是实际功率太小,需 要调节滑动变阻器滑片,减小滑动变阻器连入电路中的阻值,增大电路中的电流,选B。
16、(3)调节滑动变阻 器滑片时,要观察电压表的示数,使电压表的示数为额定电压,确定小灯泡达到了额定功率。(4)电流表使 用的是00.6 A量程,示数为0.36 A,电压表使用的是015 V量程,其分度值为0.5 V,示数为3.5 V,灯泡的实 际功率为P=UI=3.5 V0.36 A=1.26 W。 考点一 电功、电能和电热 B组 20162019年全国中考题组 1.(2019湖南衡阳,10,2分)小明家上次查看电能表示数为,本次查看时电能表读数 如图所示,则下列说法正确的是( ) A.他家在这段时间内消耗的电能为903 kW h B.电能表是测量电功率的仪表 C.若只让一个标有“220 V 1
17、 000 W”的电热水器正常工作10 min,则电能表的圆盘转了600转 D.这个电能表的额定功率为2 200 W 答案答案 C 电能表前后两次的示数之差就是用电器在对应的时间内消耗的电能,所以,由图知道,他家在 这段时间内消耗的电能是8 633.5 kW h-8 543.2 kW h=90.3 kW h,故A错误;电能表是测量消耗电能的仪 表,故B错误;电能表上标有的“3 600 r/kW h”表示电路中每消耗1 kW h的电能,电能表的圆盘转过3 60 0 r,所以,若只让一个标有“220 V 1 000 W”的电热水器正常工作10 min,其消耗的电能是W=Pt=1 kW h= kW h
18、,电能表的圆盘转过N= kW h3 600 r/(kW h)=600 r,故C正确;由该电能表的铭牌知道,其 允许接入用电器的最大功率是P=UI=220 V10 A=2 200 W,但电能表属于测量仪表,本身耗电极少,可忽 略不计,所以电能表没有功率这个指标,当然也不存在额定功率,故D错误。 1 6 1 6 1 6 2.(2017北京,13,2分)小玲家有额定电压相同的电烤箱、电饭锅和电视机各一个,按照每度电0.5元的计费 标准,将这三个用电器正常工作1小时的用电费用绘制成了如图所示的柱状图。则下列四个选项中,判断 正确的是( ) A.在这三个用电器中,电烤箱正常工作时的电压最高 B.在这三个
19、用电器中,电视机正常工作时的电压最低 C.正常工作时,通过电烤箱的电流大于通过电视机的电流 D.在一个月内,小玲家电烤箱的用电费用一定比电饭锅的用电费用多 答案答案 C 电烤箱、电饭锅和电视机的额定电压相同,而用电器正常工作时的电压就是额定电压,A、B 错误;由柱状图可知正常工作时,电烤箱的功率大于电视机的功率,它们的额定电压相同,根据I=P/U可知 通过电烤箱的电流大于通过电视机的电流,C正确;正常工作时,电烤箱的功率最大,但其使用时间不一定 长,所以消耗的电能不一定最多,所以用电费用不一定比电饭锅的多,D错误。故选C。 解题关键解题关键 能通过柱状图得出三个用电器的额定功率的大小关系。 易
20、错警示易错警示 不要认为额定功率大的用电器消耗的电能就一定多,根据公式W=Pt,在考虑消耗的电能多少 时,除了要考虑电功率的大小,也要考虑到工作时间的长短。 3.(2018福建A,21,2分)图是四种家用电器各自消耗1度电可持续正常工作的时间柱状图,其中额定功率最 大的电器是 ,节能灯正常工作5小时消耗的电能是 kW h。 答案答案 电视机 0.1 解析解析 根据P=可知,在消耗的电能W相同的情况下,工作时间t越短,则电功率越大,由图可以看出,这四 种家用电器中,电视机消耗1度电可持续正常工作的时间最短,故电视机的功率最大;由图可知1度电可供 节能灯正常工作50小时,根据P=得,节能灯的额定功
21、率P=0.02 kW,所以节能灯正常工作5 小时消耗的电能W=Pt=0.02 kW5 h=0.1 kW h。 W t W t W t 1kW h 50h 4.(2019福建,19,2分)一台标有“5 V 2.5 W”的带有USB接口的小电风扇,线圈电阻为1 ,正常工作 1 min,产生的热量是 J。工作一段时间后的风扇叶片黏有不少灰尘,这属于 现象。 答案答案 15 静电(摩擦起电) 解析解析 根据P=UI,可得风扇正常工作时通过的电流I=0.5 A,由焦耳定律可得Q=I2Rt=(0.5 A)21 60 s=15 J。由于风扇叶片与空气摩擦,使叶片带上电荷,因带电体能吸引轻小物体,故风扇叶片会
22、黏 有不少灰尘,属于静电(摩擦起电)现象。 P U 2.5W 5V 易错警示易错警示 此处电风扇属于非纯电阻设备,因此计算其工作时产生的热量应使用焦耳定律,而不能使用 W=UIt。 1.(2019内蒙古包头,7,3分)如图所示,小灯泡L标有“6 V 3 W”字样(不计温度对灯丝电阻的影响),当S 闭合,滑动变阻器滑片P在最左端时,小灯泡L正常发光;当S闭合,S1断开,滑动变阻器滑片P在中点时,电流 表的示数为0.2 A。下列说法正确的是( ) A.电源电压为9 V B.滑动变阻器的最大阻值为18 C.调节电路元件,可使电压表示数达到的最大值为4.5 V D.电路的最小功率与最大功率之比为316
23、 考点二 电功率 答案答案 D 当S闭合,滑片在最左端时,只有灯泡L连入电路,L正常发光,说明电源电压等于灯泡的额定电 压6 V,故A错误;灯丝电阻RL=12 ,只S闭合,滑片在中点时,灯泡L和滑动变阻器串联,此时滑 动变阻器连入电路的电阻为滑动变阻器最大阻值的一半,电路中的总电阻R总=30 ,则滑动变 阻器的最大阻值为(30-12) 2=36 ,故B错误;当S、S1都闭合,滑片调到最右端时,L被短路,电压表示数 最大,为6 V,故C错误;S闭合,滑片在最右端时,R和L串联,电路中的总电阻最大,为36 +12 =48 ,此时 电路消耗的功率最小,P小=,当S、S1闭合,滑片在最左端时,R和L并
24、联,电路中的总电阻最小,为 =9 ,此时电路消耗的功率最大,P大=,故P小P大=316,D正确。 2 U P 额 额 2 (6V) 3W U I 6V 0.2A 2 U R大 2 48 U 3612 3612 2 U R小 2 9 U 易错警示易错警示 调节电路元件,使电压表示数达到最大值。只S闭合,滑片调到最右端时,灯泡还分得一部分 电压,此时电压表示数不是最大值;当S、S1都闭合,滑片调到最右端时,L被短路,电压表示数等于电源电 压,示数最大,为6 V。 2.(2019湖南衡阳,18,3分)(多选)如图所示,电源电压不变,R1是定值电阻,闭合开关,将滑动变阻器R2的滑片 逐渐从a端滑到b端
25、,电流表示数为I,电压表示数为U,电路消耗的总功率为P,下列能正确反映两个物理量 之间关系的图像是( ) 答案答案 AC 由电路图知,R1、R2串联,电流表测电路中电流,电压表测R2两端的电压,由串联电路的特点知 道,U=U电源-IR1,即U与I的图像是一条倾斜的直线,故A符合题意,B不符合题意;由P=UI知,电路消耗的总功 率P与电路的电流I成正比,故C符合题意,D不符合题意。 3.(2019重庆A,8,3分)具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全,车主可通过旋钮开 关实现功能切换。图是模拟加热原理图,其中测试电源的电压为10 V,四段电热丝电阻均为10 ,防雾、 除露、化霜
26、所需加热功率依次增大。下列说法正确的是( ) A.开关旋至“1”挡,开启化霜功能 B.开启防雾功能,电路总电阻为5 C.化霜与防雾电路的总功率之差为15 W D.从防雾到除露,电路总电流变化了1 A 答案答案 C 由题意结合题图可知,当开关旋至“1”挡时,两段电热丝串联接入电路,此时电路中的电流I= =0.5 A,消耗的总功率为P=UI=10 V0.5 A=5 W,为防雾功能,故A、B错误;当开关旋至 “2”挡时,一段电热丝接入电路,此时电路中的电流I1=1 A,消耗的总功率为P1=UI1=10 V1 A= 10 W,为除露功能,从防雾到除露,电路中的电流变化量I=1 A-0.5 A=0.5
27、A,故D错误;当开关旋至“3” 挡时,两段电热丝并联接入电路,此时电路消耗的总功率为P2=20 W,为化霜功能,则化霜与 防雾电路消耗的总功率之差为20 W-5 W=15 W,故C正确。 U R 10V 1010 1 U R 10V 10 2 2 U R 2 (10V) 10 10 1010 解题关键解题关键 能正确分析开关旋转到不同挡位时的电路连接方式为本题的解题关键。当开关旋至“关” 挡时,电路处于断路;旋至“1”挡时,两段电热丝串联接入电路,总电阻最大;旋至“2”挡时,只有一段电 热丝接入电路;旋至“3”挡时,两段电热丝并联接入电路,总电阻最小。 思路分析思路分析 多挡电路一般用公式P=
28、分析,电源电压一定时,电路中的总电阻最大时,总功率最小,为防 雾功能;总电阻最小时,总功率最大,为化霜功能;单独接入一根电热丝时为除露功能,再根据题中给出的 数据计算即可得解。 2 U R 4.(2019江西,10,2分)如图所示,将规格相同的小灯泡按照甲、乙两种连接方式接入电压均为U且保持不 变的电路中,通过分别调节滑动变阻器R1和R2使所有灯泡均正常发光。则甲、乙两电路中的总电流之比 I甲I乙= ,两电路的总功率之比P甲P乙= 。 答案答案 21 21 解析解析 小灯泡的规格相同,因此其额定电压及额定电流均相同,甲、乙两电路中小灯泡均正常发光,因此 I甲=I额+I额=2I额。I乙=I额,故
29、I甲I乙=21。电源电压相等,根据P=UI可知,两电路的总功率之比P甲P乙=(U2 I额)(UI额)=21。 思路分析思路分析 先观察两图,明确电路的连接方式,由于小灯泡的规格相同,根据串、并联电路电流的规律可 知I甲=2I乙,由P=UI可知,在电源电压相等的情况下,电路的总功率之比等于电路的总电流之比。 5.(2018天津,19,4分)如图所示电路中,电源电压保持不变,电阻R1与R2的阻值之比为21。开关S断开时, R1与R2的电功率之比为 ;开关S闭合前后,电压表两次的示数之比为 。 答案答案 21 23 解析解析 S断开时,R1与R2串联,故电功率之比= S断开时,测R1两端电压U1=U
30、总 S闭合时,测电源电压U2=U总 故U1U2=23。 1 2 P P 2 1 2 2 IR IR 1 2 R R 2 1 2 3 易错警示易错警示 S闭合时,仍然测R1两端电压,但由于R2被短路,故R1两端电压为电源电压。 1.(2019重庆A,16,8分)在测小灯泡电功率实验中,小杨同学选用的器材有:额定电压为2.5 V的灯泡、电流 表、电压表、开关、学生电源、滑动变阻器和若干导线等。 (1)请根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙中的实物电路连接完整(要求:向右移动滑动变阻器滑片时,电 路中的电流变小,且导线不能交叉); (2)连接电路时,开关S必须 ,滑动变阻器的滑片P应调到最 阻值处;
31、(3)正确连接电路后,闭合开关S,发现电压表无示数,电流表有示数,原因是灯泡 (其他部分均完 好); 考点三 测量小灯泡的电功率 实验序号 1 2 3 4 5 电压表示数/V U1 1.0 1.5 2.0 2.5 电流表示数/A I1 0.14 0.18 0.20 0.24 则灯泡的额定功率为 W,他分析表中数据,发现灯泡的电阻也在变化,主要原因是灯丝的电 阻随温度的升高而 。 (4)故障排除后,滑片移至某处,电压表表盘如图丙所示,其读数为U1= V,再读出电流表的示数I1, 由此算出此时灯泡电功率P1= (用字母表示); (5)小杨同学继续移动滑片P,将两电表对应的示数记录到表中 答案答案
32、(1)如图所示 (2)断开 大 (3)短路 (4)0.7 U1I1 (5)0.6 变大 解析解析 (1)由要求“向右移动滑片,电路中的电流变小”可知,应选用滑动变阻器的左下接线柱,并与灯泡 串联,如答案图所示;(2)为了保护电路,连接电路时开关要处于断开状态,滑动变阻器的滑片应调到阻值 最大处;(3)电流表有示数,电压表无示数,说明与电压表并联的灯泡短路;(4)由题图丙可得,电压表示数为 0.7 V,此时灯泡的电功率P1=U1I1;(5)灯泡在额定电压下消耗的功率为额定功率,故灯泡的额定功率为P额= U额I额=2.5 V0.24 A=0.6 W;灯丝的电阻随温度的升高而增大。 易错警示易错警示
33、 按要求将滑动变阻器接入电路时,要 “一上一下”与被控制电路串联;判断滑动变阻器接入 电路的电阻变化特点的关键是看连的是哪个下接线柱,连入电路的阻值变化规律为:“一上一下可变阻, 变大变小看下柱,靠近小远离大。” 知识拓展知识拓展 探究电流与电压、电阻的关系,伏安法测电阻,测量灯泡的功率三个实验电路相同,实验中最 常见的两种电路故障及其现象为:灯泡(定值电阻)处断路,电流表无示数,电压表有示数;灯泡(定值电阻) 处短路,电流表有示数,电压表无示数。 2.(2018湖北武汉,26,6分)某同学利用图甲所示的器材测量小灯泡的电功率。实验中电源电压保持不变, 滑动变阻器的规格为“100 0.5 A”
34、,小灯泡的额定电压为2.5 V。 (1)如图甲所示,电路中还有两根导线没有连接,请你将电路连接完整。(要求:导线不允许交叉) 甲 (2)该同学连接好电路后,按正确的步骤进行实验。小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯 泡的额定电流是 A,额定功率是 W。 乙 (3)该同学继续进行实验,记录的部分数据如表所示,其中有一组数据明显存在错误,这组数据是 (填数据序号)。剔除掉这组错误的数据,我们分析后可以得出实验中电源电压不会超过 V。 数据序号 1 2 3 4 U/V 2.1 1.3 0.1 3.0 I/A 0.26 0.11 0.05 0.30 答案 (1)电路连接情况如图所示 (2)
35、0.28 0.7 (3)2 5.1 解析解析 (1)由于滑动变阻器规格为“100 0.5 A”,故电路中的电流不能超过0.5 A,因此电流表选用0 0.6 A量程,电流表与小灯泡串联;由于小灯泡额定电压为2.5 V,则电压表选03 V量程,电压表与灯泡并 联。(2)由(1)分析知电流表应读小量程,因其小量程的分度值为0.02 A,故电流表的示数为0.28 A,根据P= UI得小灯泡的额定功率为P=2.5 V0.28 A=0.7 W。(3)根据欧姆定律可算出小灯泡在不同发光情况时的 电阻,灯丝的电阻第1次为8.07 ,第2次为11.82 ,第3次为2 ,第4次为10 ,由这些数据可知灯丝的电阻
36、随其两端的电压增大而增大,而第2组数据违反这一规律,故第2组数据错误;观察1、3、4三组数据,易知 第3组数据的电流最小,因而此时电路的电阻最大,假设在测第3组数据时,滑动变阻器连入的阻值为其最 大阻值100 ,则电源电压U电源=UR+UL=IR+UL=0.05 A100 +0.1 V=5.1 V,若此时滑动变阻器连入电路的 电阻不是最大值,则电源电压小于5.1 V。 3.(2016黑龙江哈尔滨,48,5分)小明在实验室发现一只标有“2.5 V 0.3 A”字样的小灯泡,他想测定这 只小灯泡的电功率,请你帮他完成以下实验: (1)请科学合理连接实物电路。 (2)连接电路时,开关应 (选填“断开
37、”、“闭合”)。实验中小明移动滑动变阻器滑片P,先后使电 压表的示数为2.0 V、2.5 V,分别读出电流表示数并记录数据。 次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 1 2.0 0.26 0.52 2 2.5 0.30 小灯泡的额定功率是 W。 当电压表示数是2.5 V时,滑片位置如图所示,若要测量小灯泡两端电压为3.0 V时的电功率,应向 移动滑片。 (3)利用表格中的数据还可以计算的另一个物理量是 。 答案答案 (1)(1分)如图所示 (2)(3分)断开 0.75 左 (3)(1分)小灯泡电阻 解析解析 (1)滑动变阻器、灯泡、电流表应串联在电路中;滑动变阻器应“一上一下”接入电路;电
38、流表要 用00.6 A量程。 (2)为了保护电路,连接电路时,开关应断开。 P额=2.5 V0.3 A=0.75 W。 灯泡两端电压要增大,则滑动变阻器两端电压要减小,故应向左移滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值 减小。 (3)有电压、电流,根据R=,可以计算灯泡在不同电压下的电阻。 U I 易错警示易错警示 电压表示数由2.5 V变为3.0 V时,滑动变阻器的滑片移动方向的判断易错。由灯泡两端电压 增大,可知通过灯泡的电流增大,则电路中总电阻变小,故滑片应向左移。 知识拓展知识拓展 电学中学过的物理量有:电压、电流、电阻、电功率、电功、电热等。涉及的公式有I= 、P=、P=UI、W=UIt、Q
39、=I2Rt等。 U R W t 考点一 电功、电能和电热 C组 教师专用题组 1.(2018重庆A,8,3分)在如图所示的实物电路中,电源电压恒为3 V,滑动变阻器的规格为“10 1 A”, 灯泡上标有“2.5 V 1 W”的字样,闭合开关后调节滑动变阻器的滑片,在保证各元件安全的情况下,下 列说法正确的是( ) A.小灯泡正常发光时的电阻为2.5 B.向右移动滑片时,电压表V1的示数变小,小灯泡亮度变暗 C.向右移动滑片时,电压表V2与电流表A的示数之比不变 D.让小灯泡正常发光1 min,滑动变阻器产生的电热为12 J 答案答案 D 小灯泡上标有“2.5 V 1 W”,正常发光时电阻R=6
40、.25 ,A项错误;电路中灯泡 与滑动变阻器串联,V1测灯泡两端电压,V2测滑动变阻器两端电压,当滑片向右移时,连入电路的电阻减 小,电路中电流变大,灯泡变亮,电压表V1示数变大,B项错误;V2示数与A示数之比等于滑动变阻器接入电 路的阻值,滑片向右移动,变阻器接入电路的阻值减小,故两表示数之比变小,C项错误;小灯泡正常发光1 min,变阻器产生的电热Q等于消耗的总电能与灯泡消耗的能量之差,即Q=W总-W灯=U总It-U额It=(U总-U额) t=(3 V-2.5 V)60 s=12 J,D项正确。 2 U P 2 (2.5V) 1W P U 额 额 1W 2.5 V 解题关键解题关键 分清电
41、路结构是关键。从电源正极沿电流方向,观察电流有几条路径。电流表在电路中相 当于导线,电压表在电路中相当于开路。 2.(2019山东青岛,12,3分)(多选)如图甲是一个电加热器的工作原理图,其中R1和R2是阻值不变的发热电 阻;图乙是它的部分参数。当电加热器正常工作时,下列说法正确的是( ) 甲 乙 额定电压 220 V 额定加热功率 990 W 额定保温功率 110 W A.只闭合开关S,加热器的功率为990 W B.开关S闭合,S1由断开到闭合,电路中电流变大,R2的功率变大 C.加热器在保温状态下工作5 min,产生3.3104 J的热量 D.电阻R1与R2的阻值之比为18 2.(201
42、9山东青岛,12,3分)(多选)如图甲是一个电加热器的工作原理图,其中R1和R2是阻值不变的发热电 阻;图乙是它的部分参数。当电加热器正常工作时,下列说法正确的是( ) 甲 乙 额定电压 220 V 额定加热功率 990 W 额定保温功率 110 W 答案答案 BC 只闭合开关S,两电阻串联,电阻较大,根据P=知,在总电压一定时,电功率较小,加热器处于 保温状态,则此时加热器的功率为110 W,A错误;开关S闭合,S1断开时,两电阻串联,S1闭合时,电阻R1被短 路,只有电阻R2工作,电阻减小,根据I=可知,电路的电流增大,R2的电阻不变,根据 P=I2R可知,R2的功率变 大,B正确;加热器
43、在保温状态下工作5 min产生的热量:Q=W=P保温t=110 W560 s=3.3104 J,C正确;因为P 加热=、P保温= ,且P加热=990 W、P保温=110 W,所以P加热P保温=990 W110 W,即: =,解得R1R2=81,D错误。故选B、C。 2 U R U R 2 2 U R 2 12 U RR 2 2 U R 2 12 U RR 12 2 RR R 9 1 解题思路解题思路 根据开关S、S1断开、闭合情况,判断两个电阻的连接形式及电路功率的大小,然后根据欧姆 定律判断出电流的大小,根据P=I2R和P=判断功率大小及电阻比值。 2 U R 解题关键解题关键 解答本题的关
44、键是知道电路的总功率为各用电器功率之和。通过开关的闭合和断开,改变 电路的连接方式,进而改变电路的总功率,是初中电学的典型题型,一定要熟练掌握解题方法。 3.(2020四川南充,22,2分)小明将线圈电阻为4.84 的电动机接入220 V的家庭电路中,关闭其他用电器, 只让电动机工作时,观察到他家标有2 000 imp/(kW h)的电能表3 min内闪烁了100次,则电动机在这段时 间内消耗的电能为 kW h,电动机线圈产生 J的热量。 答案答案 0.05 1.8104 解析解析 电动机消耗的电能W= kW h=0.05 kW h=1.8105 J,则电动机的电功率P=1 00 0 W,电动
45、机工作时的电流I= A,电动机线圈产生的热量Q=I2Rt=4.84 180 s=1. 8104 J。 100 2 000 W t 5 1.8 10 J 3 60s P U 1 000W 220V 50 11 2 50 A 11 4.(2020福建,20,2分)民航局规定:严禁乘客携带超过160 W h(瓦 时)的锂电池上飞机。某品牌笔记本电 脑的电池铭牌标有“10.8 V 10 A h”字样,充满电后,存储的电能为 kW h,该笔记本电脑 (选填“能”或“不能”)带上飞机。 答案答案 0.108 能 解析解析 电池充满电后,储存的电能为W=UIt=10.8 V 10 A h=0.108 kW
46、h=108 W hR2,铭牌见表。在电暖器跌倒时,跌倒开关S自动断开,切断电源,保证安全。电暖 器有“高温挡”、“中温挡”和“低温挡”三个挡位,解答下列问题: 已知c煤油=2.1103 J/(kg ),煤油=0.8103 kg/m3 (1)煤油温度升高20 时,吸收了多少焦耳的热量? (2)电暖器在中温挡时,正常工作的电流为多少? (3)R1的阻值为多少?(写出文字说明) 额定电压 220 V 煤油体积 25 L 功率选择 1 600 W/1 100 W/500 W三挡可调 操作方式 手动 答案答案 (1)8.4105 J (2)5 A (3)见解析 解析解析 (1)m=煤油V =0.8103
47、 kg/m32510-3 m3=20 kg(1分) Q=c煤油mt =2.1103 J/(kg )20 kg20 =8.4105 J(2分) (2)I=5 A(2分) (3)由于R1R2,由P=可知,当电压一定时,电阻越大,功率越小,所以S、S1闭合,只有R1工作时,电路中电阻 最大,功率最小,P低=500 W(1分) R1=96.8 (2分) 评分说明:(1)其他做法只要正确也得满分;(2)计算性错误不累积扣分。 P U 中 1 100W 220V 2 U R 2 U P 低 2 (220V) 500W 1.(2020四川南充,11,4分)(多选)如图甲所示,滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中,电流表和电压表 示数变化的规律如图乙所示。则以下说法正确的是( ) A.R0的阻值为10 B.滑动变阻器的最大阻值为60 C.电源电压为8 V 考点二 电功率 D.滑片在滑动的过程中,滑动变阻器的最大功率为0.9 W 答案答案 AD 由题意可知,滑片在a端时,电路中电阻为R0,电流最大,由图像可知,I大=0.6 A,则电源电压U=I大 R0=0.6 AR0,当滑片移至b端时,R0与R串联,电压表测R两端电压,此时R连入电路的阻值最大,通过的电 流最小,由图像可知,I小=0.1 A,UR=5 V,则Rmax=50 ,电源电压U=I小(R0+Rmax)=0.1 A(
